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Estudo de Meteorologia

Estudo de Meteorologia. Professor Dr. Edson Cabral. CONTEÚDO. 1) Introdução à Meteorologia Aeronáutica. 2) Organização do Sistema Meteorológico Redes de Estações Meteorológicas Redes de Centros Meteorológicos 3) Códigos Meteorológicos 4) Cartas Meteorológicas

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  1. Estudo de Meteorologia Professor Dr. Edson Cabral

  2. CONTEÚDO • 1) Introdução à Meteorologia Aeronáutica. • 2) Organização do Sistema Meteorológico • Redes de Estações Meteorológicas • Redes de Centros Meteorológicos • 3) Códigos Meteorológicos • 4) Cartas Meteorológicas • 5) Fenômenos Meteorológicos • 5.1) Trovoadas • 5.2) Turbulência • 5.3) Wind Shear/Microburst • 5.4) Formação de gelo • 5.5) Volcanic Ash • 15/05/2008 Rev.01

  3. CONTEÚDO • 6) Ciclones tropicais e furacões • 7) Ciclones de médias latitudes • 8) Neve • 9) Nevoeiros • 10) Climatologia de Aeroportos Internacionais

  4. 1) Introdução à Meteorologia Aeronáutica • Meteorologia – ciência que estuda os fenômenos da atmosfera. • Meteorologia se divide em: • Pura: voltado para a área da pesquisa – meteorologia sinóptica, dinâmica, tropical, polar etc. • Aplicada: voltado para uma atividade humana – meteorologia marítima, aeronáutica, agrícola, bioclimatologia etc. • Meteorologia Aeronáutica – ramo da meteorologia aplicado à aviação e que visa, basicamente, a segurança, a economia e a eficiência dos vôos.

  5. 2) ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA METEOROLÓGICO • Em termos globais, existem dois Centros Mundiais de Previsão de Área ou WAFC (World Area Forecast Center), Washington e Londres, responsáveis pela elaboração de Cartas Meteorológicas de Tempo Significativo (SIGWX) e de Cartas de Vento em vários níveis de altura (WIND ALOFT PROG) de várias partes do planeta. • Além dos dois Centros Mundiais de Previsão, existem no mundo, dezesseis Centros Regionais de Previsão de Área (CRPA) ou RAFC (Regional Area Forecast Center) e destes, na América do Sul, se localizam os Centros de Buenos Aires e de Brasília. Os demais Centros Regionais se localizam em Bangkok, Cairo, Dakar, Darwin, Frankfurt, Honolulu, Las Palmas, Miami, Moscou, Nairobi, Paris, Roma, Tókio e Wellington.

  6. 2) ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA METEOROLÓGICO • No Brasil, o Centro Regional de Previsão de Área denomina-se Centro Nacional de Meteorologia Aeronáutica (CNMA) e é o órgão que coleta todas as informações meteorológicas básicas fornecidas pela rede de estações meteorológicas e posteriormente faz a análise e o prognóstico do tempo significativo para sua área de responsabilidade – entre os paralelos 12oN/40O S e meridianos 010O W/080O W. As Cartas de tempo significativo (SIGWX) são repassadas aos demais centros da rede, além das previsões recebidas dos Centros Mundiais de Previsão (WAFC) e outras informações meteorológicas de interesse aeronáutico.

  7. 2) ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA METEOROLÓGICO • Redes de Estações Meteorológicas • A Rede de Estações Meteorológicas é composta, por sua vez, de Estações Meteorológicas de Superfície (EMS), Estações Meteorológicas de Altitude (EMA), Estações de Radar Meteorológico (ERM) e Estações de Recepção de Imagens de Satélite (ERIS). • A Rede de Estações Meteorológicas coleta, processa, registra e difunde dados meteorológicos de superfície e altitude visando dar suporte à navegação aérea.

  8. 2) ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA METEOROLÓGICO • Redes de Estações Meteorológicas • As Estações Meteorológicas de Superfície (EMS) objetivam coletar e processar dados meteorológicos de superfície para fins aeronáuticos e sinóticos e são localizadas em aeródromos. São responsáveis pela confecção dos Boletins METAR e SPECI, com as condições de tempo presente dos aeroportos. • As Estações Meteorológicas de Altitude (EMA) coletam, por intermédio de Radiossondagem, dados de pressão, temperatura, umidade, direção e velocidade do vento, em vários níveis da atmosfera.

  9. 2) ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA METEOROLÓGICO • Redes de Estações Meteorológicas • As Estações de Radar Meteorológico (ERM) tem como escopo realizar a vigilância contínua na área de cobertura dos radares e divulgar as informações obtidas de forma rápida e confiável aos Centros Meteorológicos de Vigilância. • As Estações de Recepção de Imagens de Satélites (ERIS) tem como objetivo obter as imagens de satélites meteorológicos nos canais visível e infravermelho, complementando os dados necessários para os centros meteorológicos para a elaboração de previsões.

  10. 2) ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA METEOROLÓGICO • Redes de Centros Meteorológicos • Além do CNMA, existem os Centros Meteorológicos de Aeródromo (CMA), localizados em aeródromos e classificados em classes de 1 a 3, de acordo com suas atribuições, assim como os Centros Meteorológicos de Vigilância (CMV) responsáveis por monitorar as condições meteorológicas de sua área de vigilância, apoiando os órgãos de Tráfego Aéreo e as aeronaves que voam em suas respectivas Regiões de Informação de Vôo (FIR)) e expedindo as mensagens AIRMET e SIGMET. • Os Centros Meteorológicos de Aeródromo Classe I são responsáveis pela elaboração de mensagens do tipo TAF (Terminal AerodromeForecast), GAMET, WS WARNING e Avisos de Aeródromo.

  11. 2) ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA METEOROLÓGICO • Redes de Centros Meteorológicos • Completando a Rede de Centros, existem também os Centros Meteorológicos Militares (CMM), que atuam exclusivamente para atender a aviação militar. • A responsabilidade das atividades da meteorologia aeronáutica no Brasil está a cargo do Departamento de Controle do Espaço Aéreo – DECEA (do Comando da Aeronáutica) e da Empresa Brasileira de Infra-Estrutura Aeroportuária (INFRAERO), que é responsável, nesse sentido, por uma grande parte desses serviços em todo o território nacional.

  12. 3) CÓDIGOS METEOROLÓGICOS • METAR • METAR PADRÃO FAA • SPECI • TAF • TAF PADRÃO FAA • GAMET • SIGMET • AIRMET • AVISO DE AERÓDROMO • AVISO DE GRADIENTE DO VENTO

  13. 3) CÓDIGOS METEOROLÓGICOS • METAR/SPECI METAR – Identificação do Código - Boletim meteorológico regular para fins aeronáuticos. SPECI – Boletim meteorológico especial selecionado – informado nos horários em que não for previsto o Boletim METAR e quando houver alteração significativa nas informações contidas na última mensagem. EX: METAR SBGR 272200Z 18015G25KT 0800 R09R/1000N R27L/1200D +RA BKN012 OVC070 19/19 Q1012 RETS WS LDG R27=

  14. 3) CÓDIGOS METEOROLÓGICOS • METAR PADRÃO FAA Exemplos: KMIA 090153Z 27007KT 10SM FEW023 SCT065 SCT250 23/21 A3011 RMK AO2 SLP194 T02330206 KJFK 090151Z 27022G29KT 10SM FEW050 06/M08 A2980 RMK AO2 PK WND 26032/0137 SLP090 T00561083

  15. 3) CÓDIGOS METEOROLÓGICOS • TAF Terminal Aerodrome Forecast – Previsão Terminal de Aeródromo, confeccionada a cada 6 horas por um CMA-1. As previsões para os aeródromos internacionais têm validade de 24 horas ou mais e os domésticos 12 horas. Ex.: SBGR 032100Z 0400/0500 12005KT 9999 BKN015 TN17/0409Z TX27/0417Z TEMPO 0402/0408 SCT018 PROB30 0408/0410 BKN010 BECMG 0411/0413 07005KT SCT030 BECMG 0420/0422 13010KT BKN015 RMK PGG=

  16. 3) CÓDIGOS METEOROLÓGICOS • TAF PADRÃO FAA EXEMPLO TAF KMIA 082340Z 0901/0924 19005KT P6SM SCT030 BKN040 TEMPO 0901/0903 BKN025 FM090400 25005KT P6SM VCSH SCT025 SCT040 BKN080 FM090800 32007KT P6SM VCSH SCT020 BKN040 FM091400 35010KT P6SM SCT025 SCT040 BKN250=

  17. 3) CÓDIGOS METEOROLÓGICOS • GAMET • Previsão de fenômenos significativos que deverão ocorrer entre o solo e o FL 100 ou FL150 (em regiões montanhosas), dentro de uma FIR ou subárea, confeccionada por um CMA-1 e com validade de 6 horas, principiando às 00, 06, 12 e 18Z. • SBRE GAMET VALID 200600/201200 RECIFE FIR • SFC WSPD 08/10 25KT • SFC VIS 06/08 N OF 18DEG S 2000M • CLD 06/08 OVC 800FT N OF 12 DEG S • TURB MOD FL090 • SIGMET APLICABLE: 2 e 4

  18. 3) CÓDIGOS METEOROLÓGICOS • AVISO DE AERÓDROMO Mensagem confeccionada por uma CMA-1 que informa sobre fenômenos meteorológicos que podem afetar aeronaves no solo e/ou instalações e serviços nos aeródromos. Exemplo: 20/01/2009 SBGR 201530 - 201930 AVISO DE AERODROMO 1 VALIDO 201530/201930 PARA SBGR/SBSP/SBMT/SBJD/SBKP PREVISTO TEMPESTADE COM VENTO DE RAJADA 17010/25KT=

  19. 3) CÓDIGOS METEOROLÓGICOS • AVISO DE GRADIENTE DO VENTO Mensagem elaborada por um CMA-1 sobre variações significativas de vento (direção e/ou velocidade) que possam afetar as aeronaves em trajetória de aproximação, entre o nível da pista e uma altura de 500 metros, assim como aeronaves na pista durante o pouso e a decolagem. Exemplos: WS WRNG NR1 VALID121840/122040 UTC FOR SBFL WS WRNG IN APCH RWY 14=  WS WRNG NR 3 FOR SBFI A320 REPORTED WS IN APCH RWY 14= 

  20. 3) CÓDIGOS METEOROLÓGICOS • SIGMET Mensagem em linguagem abreviada, expedida por um Centro Meteorológico de Vigilância (CMV), sobre fenômenos observados ou previstos em rota que possam afetar as aeronaves em vôo acima do FL100. Exemplo: SBBS SIGMET 3 VALID 011725/012125 SBBS - BRASILIA FIR EMBD TS FCST WI NILON - TOSAR - UBKAB - UGINA - CANON - RONIL - NABOL - EGOLA - NILON TOP FL380 STNR NC= 

  21. 3) CÓDIGOS METEOROLÓGICOS • AIRMET Mensagem semelhante ao SIGMET, expedida por um CMV e voltada para aeronaves em níveis baixos (até o FL100). EX.: SBRE AIRMET1 VALID 201400/201800 SBRF RECIFE FIR MOD TURB OBS AT1350 FL090 NC=

  22. 4) CARTAS METEOROLÓGICAS • CARTAS SIGWX • Cartas confeccionadas pelo CNMA (Centro Nacional de Meteorologia Aeronáutica) de Brasília, com antecedência de 24 horas, com as condições de tempo e áreas de nebulosidade previstas desde a superfície até o nível 250. Podem também ser obtidas cartas de tempo significativo elaboradas pelo Centro Mundial de Previsão de Washington do nível 250 até o 630. A validade das cartas é de 6 horas, sendo que na legenda aparece o horário médio da carta. • Ex.: Carta das 1800UTC tem validade entre 15 e 21 UTC.

  23. 4) CARTAS METEOROLÓGICAS - SIGWX

  24. 4) CARTAS METEOROLÓGICAS • WIND ALOFT PROG • Cartas de previsão de vento e temperatura em altitude, elaboradas pelo CNMA a cada 12 horas, nos horários das 00h00 e 12h00, com antecedência de 24 horas, para os FL 050, FL100, FL180, FL240, FL300, FL340, FL390, FL450 e FL630. Cada carta tem validade de 12 horas, valendo 6 horas antes e 6 horas depois do horário constante na carta.

  25. 4) CARTAS METEOROLÓGICAS

  26. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.1) TROVOADAS As trovoadas são o resultado da energia acumulada nas nuvens Cumulonimbus (CB), que se trata do gênero de nuvens mais perigoso às operações aéreas, tendo em vista seu alto grau de instabilidade e os fenômenos associados – turbulência, pancadas de chuva, fortes rajadas de vento, gelo, granizo, raios e trovões. Ocorre de forma mais efetiva nas regiões tropicais e principalmente na época do verão.

  27. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.1) TROVOADAS As trovoadas apresentam três estágios: desenvolvimento (cumulus), maturidade e dissipação. 1 Desenvolvimento:Ocorre o predomínio de correntes convectivas ascendentes, com o resfriamento, a condensação e a formação de nuvens Cumulus; geralmente não ocorre precipitação neste estágio e a visibilidade é boa;

  28. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.1) TROVOADAS 1)Maturidade: Ocorre com a formação do CB (extensão vertical até 18 km), com a incidência dos relâmpagos e trovões, se principia a precipitação em forma de pancadas de chuva ou granizo, as correntes descendentes geram os ventos de rajada em superfície, ocorre forte turbulência e é máxima a condição de instabilidade atmosférica. As aeronaves apresentam sério risco de acidentes neste estágio, com os instrumentos se tornando não confiáveis devido à forte turbulência (ascendentes e descendentes muito intensas) e a energia envolvida. Também ocorre a rápida formação de gelo claro, em grande quantidade, tornando inócuos os sistemas anticongelantes da aeronave.

  29. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.1) TROVOADAS 1)Dissipação – neste estágio cessam as correntes ascendentes e predominam as correntes descendentes, com a diminuição da turbulência, precipitação e dos ventos associados. A dissipação do CB forma camadas de Sc, Ns e As, gerando o resfriamento da superfície e torna a atmosfera mais estável.

  30. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.1) TROVOADAS Quanto à sua gênese, as trovoadas podem ser de vários tipos: orográficas, advectivas, convectivas, frontais (dinâmicas). Trovoadas orográficas– formam-se à barlavento das montanhas, formando fortes precipitações e rajadas de vento. Trovoadas advectivas– ocorre mais freqüentemente no inverno sobre os oceanos, com o transporte de ar frio sobre a superfície de água mais quente, com a absorção de calor e a formação de instabilidade.

  31. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.1) TROVOADAS Quanto à sua gênese, as trovoadas podem ser de vários tipos: orográficas, advectivas, convectivas, frontais (dinâmicas). Trovoadas convectivas(térmicas) – ligadas ao forte aquecimento da superfície e à formação de correntes convectivas; ocorrem principalmente no verão sobre os continentes. Trovoadas frontais(dinâmicas) – ocorre na região de transição entre duas massas de ar de características diferentes (frentes); devido ao maior ângulo de inclinação das frentes frias, as trovoadas neste caso são mais intensas e frequentes do que nas frentes quentes.

  32. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.1) TROVOADAS Uma trovoada pode ocorrer de forma unicelular, multicelular ou supercelular. Uma célula única dura menos de uma hora, enquanto que uma supercélula de trovoada severa pode durar duas horas. Uma tempestade multicelular é um compacto aglomerado de trovoadas. É composta geralmente de células de trovoadas de massa de ar em diferentes estágios de desenvolvimento; a interação dessas células fazem com que a duração do aglomerado dure bem mais do que a célula individual.

  33. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.1) TROVOADAS Enquanto a trovoada multicelular só ocasionalmente produz tempo severo, a trovoada de supercélula quase sempre produz uma ou mais condições convectivas extremas: fortes rajadas de vento horizontais, granizo de grandes dimensões e/ou tornados.

  34. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.1) TROVOADAS Foto de um Cumulonimbus na fase de maturidade Fonte: http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7t.html

  35. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.2) TURBULÊNCIA As turbulências são definidas como irregularidades na circulação atmosférica que afetam aeronaves em vôo, provocando solavancos bruscos em suas estruturas. É uma das principais causas de acidentes aéreos e pode ocorrer a partir de várias causas: Turbulência termal ou convectiva –Associada às correntes térmicas sobre os continentes (principalmente durante as tardes de verão) ou oceanos (durante as noites). As nuvens cumuliformes são indicadores da existência desse tipo de turbulência.

  36. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.2) TURBULÊNCIA Turbulência orográfica –surge do atrito do ar ao soprar contra elevações montanhosas; um indício de sua presença são as nuvens lenticulares (forma de amêndoas) nas cristas das elevações e nuvens rotoras à sotavento. Turbulência mecânica ou de solo –provocada pelo atrito do ar ao soprar contra edificações e outros obstáculos artificiais. Turbulência frontal –turbulência surgida com a presença de sistema frontal.

  37. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.2) TURBULÊNCIA Turbulência em ar claro (Clear Air Turbulence - CAT) – turbulência que surge sem nenhuma indicação visual, sob céu claro; geralmente está associada à Corrente de Jato (Jet Stream), com velocidades acima de 50 kt e de até 300 kt em altitudes acima de 20.000 ft; as cartas SIGWX dos FL250 /630 mostram as áreas previstas de CAT e JET STREAM. Esteira de turbulência (WAKE) – surge nas trajetórias de pouso e decolagem, principalmente de aeronaves de grande porte, quando são formados vórtices a partir de hélices, turbinas ou pontas de asas; as aeronaves que se encontrarem atrás daquelas que geraram a esteira devem ter uma distância adequada para não sofrerem acidentes sérios.

  38. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.2) TURBULÊNCIA Esteira de turbulência de uma pequena aeronave Fonte: Cabral e Romão, 1999.

  39. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.3) WIND SHEAR • É um fenômeno meteorológico definido como a variação local do vetor vento, ou das suas componentes, numa dada direção e distância. •  Outras denominações: tesoura de vento, cortante de vento, gradiente de vento ou cisalhamento de vento. •  Entre 1964 e 1985 ocorreram 26 acidentes, causados direta ou indiretamente por Wind Shear, tendo como resultante a morte de mais de 500 pessoas e 200 feridos.

  40. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.3) WIND SHEAR • O fenômeno pode ocorrer em qualquer porção da atmosfera, porém é mais perigoso para a aviação em sua camada inferior (aproximação, pouso e subida inicial), até cerca de 2.000 pés (600 metros) de altura, pois nessa faixa, o WIND SHEAR causa às aeronaves um considerável ganho ou perda de sustentação, restando pouco tempo entre a identificação do fenômeno e sua recuperação, da ordem de poucos segundos. • Conseqüências nas aeronaves : turbulência, aumento ou diminuição da velocidade indicada, bruscas e perigosas variações no indicador de velocidade vertical (VSI), altímetro e indicador de ângulo de ataque.

  41. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.3) WIND SHEAR • Causas das tesouras de vento: trovoadas ou presença de Cumulonimbus (Cb), sistemas frontais, pancadas de chuva, correntes de jato de baixos níveis, ventos fortes em superfície, brisas marítima e terrestre, ondas de montanha, linhas de instabilidade, fortes inversões de temperatura etc. • No território brasileiro, os sites internacionais de acidentes apontam duas ocorrências graves causadas pelo fenômeno: em Capão Grosso, em 16/06/58, envolvendo uma aeronave Convair da empresa Cruzeiro do Sul, com 21 mortes e, o segundo, com um Boeing 737 da Vasp, em Brasília, em 25/05/82, com 2 mortes.

  42. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.3) WIND SHEAR Fotos do acidente com o Boeing da Vasp, em Brasília, que se partiu em dois. (fonte: Folha Imagem)

  43. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.3) WIND SHEAR/MICROBURST Esquema de um microburst, a partir da base de uma nuvem de grande desenvolvimento vertical (Cumulonimbus) (fonte: LESTER, P.F., 1997, p. 11-5)

  44. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.3) WIND SHEAR/MICROBURST

  45. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS 5.3) WIND SHEAR/MICROBURST Tristar da Delta Airlines, em 02/08/85, no Aeroporto de Dallas Fort Worth, Texas, Estados Unidos, com 133 vítimas. A aeronave foi atingida por um MICROBURST.

  46. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.3) WIND SHEAR - GUST FRONT

  47. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.3) WIND SHEAR - BRISAS MARÍTIMA E TERRESTRE

  48. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.3) WIND SHEAR - ONDAS DE MONTANHA

  49. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.3) WIND SHEAR – ESTATÍSTICAS - BRASIL • Entre os aeródromos brasileiros, o que apresenta o maior número de reportes de WS é o de Guarulhos, em alturas variando entre 150 e 750 pés (CABRAL e FARIAS, 1994). • De 1999 a 2008 ocorreram 1228 reportes de cortante de vento em SBGR, 648 em SBFL e 425 em SBPA. • Indicativos de gradiente de vento em SBGR: ventos de razoável intensidade (a partir de 20 kt) e perpendiculares à elevação montanhosa existente ao norte do aeródromo; presença de cumulonimbus e a existência de virga. • Para SBFL, a condição mais favorável à ocorrência de WS é o vento de sul a oeste com intensidade acima de 20 kt na região de Lajes-SC até o litoral catarinense.

  50. 5) FENÔMENOS METEOROLÓGICOS • 5.3) WIND SHEAR – Como agir? • 1) Observar sempre a aceleração do avião. Uma aceleração aparentemente mais lenta do que a normal poderá significar que o vento está mudando para a componente de cauda; 2) Nunca penetre deliberadamente numa wind shear intensa, reportada pela Torre de Controle ou por outra aeronave, se estiver abaixo de 500 pés; 3) Não se deve decolar na existência de trovoadas, moderadas ou pesadas, nas proximidades do aeroporto; 4) Mesmo arremetendo, esteja preparado para reencontrar Wind Shear mais adiante. (Fonte: Manual da Varig)

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